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公开(公告)号：CN109870142A
公开(公告)日：2019-06-11
申请号：CN201910137471.X
申请日：2019-02-25
Applicant: 中国矿业大学(北京)
IPC: G01C11/00
Abstract: 本发明是关于一种掘进机机身位姿参数测量系统及其方法，包括激光发射器、激光探测标靶、激光探测标靶板、单片机、后续连接电路、输出接口与1个双轴倾角传感器组成。激光发射器发出扇形激光束，可投影成线形光斑。将激光探测标靶竖立安装在掘进机机身上，根据激光探测标靶上投影形成的线形光斑所在位置的刻度值读数即可知掘进机机身的偏距位移；将光敏探测元件点阵组成的激光探测标靶板平铺安装在掘进机机身上，根据激光探测标靶板上投影形成的线形光斑的横、纵刻度值读数即可知掘进机机身的偏距位移与航向角参数。利用掘进机机身上安装的一个双轴倾角传感器测量得掘进机机身的俯仰角与翻滚角参数，从而完成掘进机机身的各项位姿参数的测量。
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公开(公告)号：CN105222709B
公开(公告)日：2018-02-09
申请号：CN201510685572.2
申请日：2015-10-21
Applicant: 中国矿业大学(北京)
IPC: G01B11/00
Abstract: 本发明公开了一种基于iGPS单站多点分时测量方法，搭建单站多点分时测量平台，建立自动旋转装置坐标系OXYZ并作为全局坐标系，定义发射站初始位置坐标系O0X0Y0Z0并标定发射站在全局坐标系中的初始位置坐标值(x0,y0,z0)。发射站在自动旋转装置作用下绕O轴旋转从而移动到不同位置处，计算发射站的实时位置坐标系OiXiYiZi及实时坐标(xi,yi,zi)，接收器通过接收不同位置处发射站发出的光信号并结合发射站实时位置坐标系与全局坐标系的转换方程，建立接收器与发射站在全局坐标系下的位置关系方程组，通过迭代算法解算出接收器在全局坐标系中的三维坐标从而实现空间定位。本发明仅通过单台发射站即可完成接收器定位，效率高，成本低，并通过多点分时测量，有效提高定位精度。
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公开(公告)号：CN105178967A
公开(公告)日：2015-12-23
申请号：CN201510237270.9
申请日：2015-05-12
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本发明公开一种掘进机自主定位定向系统及方法，属于掘进机自主巡航领域。该系统包括可编程计算机控制器；自主行走式定位基站群；陀螺寻北仪；倾角传感器；掘进机机身定位匣。其中，定位基站群相对于巷道坐标系位置已知，当掘进机行进时，使用超宽带无线电脉冲测距法，依次检测机身3个定位匣相对于定位基站群的三维坐标，并根据三维坐标，解算掘进机位姿参数。当掘进机停止时，通过陀螺寻北仪及倾角传感器对掘进机位姿参数进行再次矫正。当掘进机行进距离超过系统有效检测范围时。4个自主行走式定位基站按照自主标定策略依次向前移动，同时进行基站三维坐标更新。从而在巷道掘进中，实现掘进机完全自主化的定位定向。
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公开(公告)号：CN105203099A
公开(公告)日：2015-12-30
申请号：CN201510705894.9
申请日：2015-10-27
Applicant: 中国矿业大学(北京)
IPC: G01C21/00
CPC classification number: G01C21/00
Abstract: 本发明涉及一种基于iGPS的掘进机单站位姿测量方法，安装单站多点分时测量平台至掘进工作面后方巷道顶板适宜位置处，机载接收器及任务处理器均固定安装在掘进机机身上，解算计算机放置在巷道后方等安全位置处。发射站在自动旋转装置作用下绕O1轴旋转从而移动到不同位置处并均发射扇面激光信号和同步脉冲光信号，各个机载接收器接收不同位置处发射站发出的光信号并转化为电信号传至任务处理器，最后由解算计算机求解出各个机载接收器在全局坐标系中的位置坐标实现空间定位，再通过已知的各个机载接收器位置坐标计算得出掘进机机身的姿态参数。本发明通过单台发射站即可完成掘进机机身的位姿测量，成本低，精度高且操作方便。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN104792326A
公开(公告)日：2015-07-22
申请号：CN201510145711.2
申请日：2015-03-30
Applicant: 中国矿业大学(北京)
IPC: G01C21/00
CPC classification number: G01C21/00 , G01C15/004
Abstract: 本发明涉及一种悬臂式掘进机位姿测量系统的快速布站及快速移站方法，该测量系统的扇面激光发射端安装在悬臂式掘进机机身上，扇面激光接收端(即3个不共线的扇面激光接收器)安放在已经由悬臂式掘进机掘出的煤巷后方。本发明设计了一种安装扇面激光接收器的金属排架，安装在原本悬挂点激光指向仪(现有煤矿定向掘进专用仪器)的锚杆上。随着悬臂式掘进机不断向前掘进，待其脱离扇面激光发射端所发射扇面激光的作用范围后，要重新建立基准，本发明提出一种针对该悬臂式掘进机位姿测量系统的快速移站方法。在巷道中坐标系基准不断交替前进，使悬臂式掘进机在不断掘进的过程中，都能测得其在同一固定坐标系中的位置和位姿状态。
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公开(公告)号：CN104729501A
公开(公告)日：2015-06-24
申请号：CN201510121265.1
申请日：2015-03-19
Applicant: 中国矿业大学(北京)
CPC classification number: G01C21/00
Abstract: 本发明涉及一种用于煤矿掘进工作面的悬臂式掘进机位姿测量方法，充分利用基于旋转扇面激光测角的空间点三维坐标测量系统，即将该系统的扇面激光发射端安装在悬臂式掘进机机身上，扇面激光接收端（包含3个不共线的扇面激光接收器）固定安装在已经由悬臂式掘进机掘出的煤巷后方，扇面激光接收器相对于空间大地坐标系的坐标值由其它测量方式测得。由扇面激光发射端测得扇面激光接收器相对于发射端的坐标值，再通过相应的坐标转换，计算出悬臂式掘进机上固定三点（不共线）相对于空间大地坐标系的三维坐标值。若已知空间刚体上固定三点（不共线）相对于空间大地坐标系的三维坐标值，可计算出该空间刚体的位姿（位置和姿态）数据。
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公开(公告)号：CN204856202U
公开(公告)日：2015-12-09
申请号：CN201520301007.7
申请日：2015-05-12
Applicant: 中国矿业大学(北京)
IPC: G05D1/02
Abstract: 本实用新型公开一种面向未知封闭空间的自主探测基站群，其特征是：四个自主移动探测基站，各基站包括5部分探测模块：CCD图像传感器、红外热成像仪、碰撞传感器、陀螺寻北仪及气体传感器；各探测模块与单片机通过串口电路相连；单片机分别控制左右步进电机，步进电机与行走机构相连；超宽带无线电模块与单片机通过串口电路相连，并可双向通信；单片机与工业硬盘相连，可将处理过后的坐标信息、图像信息、碰撞信息、气体信息、红外热成像信息传输至工业硬盘；本安电池可以为单片机、步进电机、探照光源、工业硬盘及超宽带无线电模块提供电力支持。本实用新型适用于未知封闭空间环境探测，也可用于未知封闭环境中的目标定位及跟踪。
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公开(公告)号：CN204738816U
公开(公告)日：2015-11-04
申请号：CN201520300920.5
申请日：2015-05-12
Applicant: 中国矿业大学(北京)
Abstract: 本实用新型公开一种掘进机自主定位定向系统及方法，属于掘进机自主巡航领域。该系统包括可编程计算机控制器；自主行走式定位基站群；陀螺寻北仪；2个倾角传感器；3个掘进机机身定位匣。其中，定位基站群相对于巷道坐标系位置已知，当掘进机行进时，使用超宽带无线电脉冲测距法，依次检测机身3个定位匣相对于定位基站群的三维坐标，并根据三维坐标，解算掘进机位姿参数。当掘进机停止时，通过陀螺寻北仪及倾角传感器对掘进机位姿参数进行再次矫正。当掘进机行进距离超过系统有效检测范围时。4个自主行走式定位基站按照自主标定策略依次向前移动，同时进行基站三维坐标更新。从而在巷道掘进中，实现掘进机完全自主化的定位定向。
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公开(公告)号：CN204705359U
公开(公告)日：2015-10-14
申请号：CN201520169847.2
申请日：2015-03-24
Applicant: 中国矿业大学(北京)
IPC: G01C21/00
Abstract: 本实用新型设计一种悬臂式掘进机机身与截割头位姿检测系统，由两个双轴倾角传感器，两个位移传感器，两个红外激光发射器，两个球形激光接收器及A/D转换模块组成。两个双轴倾角传感器测量悬臂式掘进机的俯仰角和滚动角；两个位移传感器通过测量油缸的位移再通过相关数学关系计算得到悬臂式掘进机悬臂上的截割头的空间位置。两个红外激光发射器与球形激光接收器可建立巷道固定坐标系，发射器发射出三束激光，接收器在接收到光束后，利用光束之间的几何关系与发射器的旋转角速度等来计算出接收器相对于两发射器的相关参数，通过前方交会原理确定接收器的空间坐标。通过此得到悬臂式掘进机的偏角和偏距，从而完成悬臂式掘进机机身位姿参数测量。可对用于煤巷掘进的悬臂式掘进机的机身及截割头的位姿进行测量。
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